数字电压表课程设计.doc

数字电压表设计总体设计1.数字电压表的设计即将连续的模拟电压信号经过a/d转换器转换成二进制数值，再经由单片机软件编程转换成十进制数值并通过显示屏显示。 2.按系统实现要求，决定控制系统采用at89c51单片机，a/d转换由于仿真软件里的adc0808.3.采用adc0808。数字电压表系统整体框图如下图1所示。模拟电 压at89c51 单片机adc0808转换数据显 示 （ 图一）整体设计框图系统通过软件设置单片机的内部定时器t1产生中断信号。通过片选选择8路通道中的一路，将该路电压送入adc0808的eoc端口产生高电平，同时将adc0808的oe端口置为高电平，单片机将转换后结果存到片内ram。系统调出转换显示程序，将转换为二进制的数据在转换成十进制数并输出到lcd显示电路，将相应电压显示出来。模块分析接口分配电路设计如右图2所示：p0口：p0口为一个8位漏级开路双向i/o口，每脚可吸收8ttl门电流。当p1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。p0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/ 地址的第八位。在这里p0口作为输入与输出分别与adc0808的输出端和lcd显示的输入端相连，且p0外部被阻值为1k的电阻拉高 p2口：p2口为一个内部上拉电阻的8位双向i/o口，p2口缓冲器可接收，输出4个ttl门电流，当p2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，p2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。p2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，p2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，p2口输出其特殊功能寄存器的内容。这里只用到了p2.0p2.3四个端口，其中p2.1p2.3都是作为输出端口控制显示电路的寄存器选择、读写信号和使能端口。p3口：p3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向i/o口，可接收输出4个ttl门电流。当p3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，p3口将输出电流（ill）这是由于上拉的缘故。 p3口也可作为at89c51的一些特殊功能口，在这里用到了p3.3 /int1（外部中断1）、 p3.6 /wr（外部数据存储器写选通）、p3.7 /rd（外部数据存储器读选通）。a/d转换接口分配电路设计如图3所示： a/d转换电路 in0in7为8路模拟量输入端，这里只接一路电压信号，其输入信号是由直流电源及可调电阻提供。 out1out8为8位二进制数字量输出端，其另一端连接到at89c51单片机进行数值转换。 adda、addb、addc为3位片选地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路。ale为地址锁存允许信号，由单片机p3.6口写信号与p2.0口相或取反输入，高电平有效。 start为 ad转换启动脉冲输入端，由单片机p3.6口写信号与p2.0口相或取反输入一个正脉冲使其启动（脉冲上升沿使0808复位，下降沿启动a/d转换）。 eoc为 ad转换结束信号，当ad转换结束时，此端输出一个高电平取反给p3.3口（转换期间一直为低电平）。 oe为数据输出允许信号，高电平有效。当ad转换结束时，此端由单片机p3.7读信号与p2.0口相或后取反输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。1. 显示电路 接口分配设计如图4所示：rs为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。由单片机p2.1口控制r/w为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当rs和r/w共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当rs为低电平r/w为高电平时可以读忙信号，当rs为高电平r/w为低电平时可以写入数据。由单片机p2.2口控制e端为使能端，当e端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。由单片机p2.3口控制 d0d7为8位双向数据线。由单片机p0口输入，经过阻值为1k的上拉电阻连接。软件设计主程序的内容包括：起始地址、中断服务程序的起始地址、有关内存单元及相关部件的初始化和一些子程序的调用等。根据设计要求，设计出如图所示的主程序流程图。a/d转换子程序设计： a/d转换程序的功能是采集数据，在整个系统设计中占有很高的地位。当系统置好后，单片机扫描转换结束管脚p3.7的输入电平状态，当输入为高电平则转换完成，将转换的数值显示输出。若输入为低电平，则继续扫描。程序流程图如图所示。 a/d转换子程序流程图程序清单com equ 50h ; 指令寄存器dat equ 51h ; 数据寄存器rs equ p2.1 ; lcd寄存器选择信号rw equ p2.2 ; lcd读/写选择信号e equ p2.3 ; lcd使能信号 org 0000h ljmp main ;主程序入口 org 000bh ljmp bt0 ;t0中断入口 org 0030h ;主程序,初始化main: mov sp,#60h lcall int mov 30h,#30h mov 31h,#30h mov 32h,#0a5h mov 33h,#30h mov 34h,#30h mov r7,#30h lcall n1 ;显示 voltage = 00.00mov tmod,#00h ;定时器t0设为方式0mov th0,#00h ;装入定时常数mov tl0,#00hsetb tr0 ;启动t0mov 24h, #03h ;装入t0中断次数mov ie,#82h ;开中断lp: mov r7,#30h ;显示缓冲区首地址lcall displysjmp lp ;循环显示disply: mov com,#0cah ;设置数据起始地址（第而行第10位） lcall pr1 mov r1,#05h mov r0,#30hl: mov dat,r0 lcall pr2 inc r0 djnz r1,l ret;1. 逐字依次输入方式演示程序段n1:mov com,#01h ;清屏 lcall pr1 mov com,#06h ;设置输入方式 lcall pr1 mov com,#081h ;设置数据起始地址（第一行地二位） lcall pr1 mov dptr,#tab1 mov r2,#0eh mov r3,#00hwrin1: mov a,r3 movc a,a+dptr mov dat,a lcall pr2 inc r3 djnz r2,wrin1 mov com,#0c1h ;设置数据起始地址（第二行地二位） lcall pr1 mov dptr,#tab2 mov r2,#9 mov r3,#00hwrin2: mov a,r3 movc a,a+dptr mov dat,a lcall pr2 inc r3 djnz r2,wrin2 rettab1: db voltage= ; lcd间接控制方式下的初始化子程序int:lcall delay ; 调延时子程序mov com,#38h ; 设置工作方式（2行，8位数据）lcall pr1mov com,#01h ; 清屏lcall pr1mov com,#06h ; 设置输入方式lcall pr1mov com,#0ch ; 设置显示方式lcall pr1retdelay:mov r6,#0fh ; 延时子程序mov r7,#00hdelay1: nop nopdjnz r7,delay1djnz r6,delay1ret;lcd间接控制方式的驱动子程序如下;1 读bf和ac值pr0: push acc mov p0,#0ffh ; p0置位, 准备读 clr rs ; rs=0 setb rw; r/w=1 setb e ; e=1 lcall delay mov com,p0 ; 读bf和ac6-4值 clr e ; e=0 pop acc ret;2 写指令代码子程序pr1: push acc clr rs ; rs=0 setb rw ; r/w=1pr11:mov p0,#0ffh; p0置位, 准备读 setb e ; e=1 lcall delay nop mov a,p0 clr e jb acc.7,pr11;bf=1? clr rw; r/w=0 mov p0,com setb e ; e=1 clr e ; e=0; e=0 pop acc ret;3 写显示数据子程序pr2:push acc clr rs ; rs=0 setb rw; r/w=1pr21:mov p0,#0ffh setb e ; e=1 lcall delay mov a,p0 ; 读bf和ac6-4值 clr e ; e=0 jb acc.7,pr21 setb rs clr rw mov p0,dat; 写入数据 setb e clr e pop acc ret;4 读显示数据子程序pr3:push acc clr rs ; rs=0 setb rw; r/w=1pr31:mov p0,#0ffh ; p0置位, 准备读 setb e ; e=1 lcall delay mov a,p0 ; 读bf和ac6-4值 clr e ; e=0 jb acc.7,pr31 setb rs setb rw; r/w=1 mov p0,#0ffh ; 读数据 setb e ; e=1 mov dat,p0 clr e ; e=0 pop acc ret; 定时器t0中断服务程序，读取adc0809第0通道的a/d转换结果并化为显示值bt0: push acc ;保护现场push pswmov psw,#08hclr tr0 ;停止t0mov th0,#00h ;重装定时常数mov tl0,#00hmov dptr,#0f6ffh ;0809端口地址mov a,#0 ;0通道movx dptr,a ;启动0809mov r7,#0ffh ;等待a/d转换完djnz r7,$movx a,dptr ;读0809转换结果 mov b,#03h ;将转换的值除以3再累加，存入40h中 div ab add a,40h mov 40h,a mov a,b ;将除以3后的余数累加放入41h中 add a,41h mov 41h,a dec 24h ;3次中断未到则返回mov a,24hjnz rnt1 mov 24h,#03h ;重装中断次数 mov a,41h ;将累加的余数再除3后相加 div ab add a,40h mov 40h,#0 ;清零累加数 mov 41h,#0rtn: mov b,#0fh ;a/d转换结果化为显示值 mul ab ;(ad*5)/256 mov r0,a mov a,b mov b,r0 mov r0,a add a,#246 mov a,r0 mov 30h,#00h jnc loop add a,#06h mov 30h,#01hloop: mov 31h,a ;ad*5的高字节为整数部分 mov a,b mov b,#0ah mul ab ;ad*5的低字节为/256的结果，为小数部分 mov 33h,b ;二进制小数换为10进制数 mov b,#0ah mul ab mov 34h,b ljmp rtn1rtn1: setb tr0 orl